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El workflow del CNC consta de tres pasos:

  1. Diseño del modelo o pieza. Se hace con software CAD, como por ejemplo LibreCAD, y el formato de salida estandar es dxf
  2. Generar el G-Code (de lo que va este post). Necesitas un programa que sepa leer el formato dxf (donde están definidas líneas, arcos, polilínies, splines, etc.) y genere el código (G-code) que entienden las fresadoras CNC.
  3. El software que sepa interpretar el G-Code y sepa enviar los comandos a la máquina CNC a través del puerto paralelo. Por ejemplo, LinuxCNC o EMC.

De tota esta tool chain el proceso más complicado es el segundo. Concretamente la optimización de los caminos que hará la máquina CNC tiene mucha importancia en el resultado final.

Vamos a verlo con un ejemplo simple y clarificador. Estamos utilizando el dxf2gcode, y realmente va muy bien. Está escrito en Python. Tiene una interficie gráfica, pero lo mejor es que se puede ejecutar en modo consola. Frente a un problema que he tenido y que ya está solucionado, he tenido que buscar una alternativa. Me he encontrado con el proyecto dxf2G (los nombres no son muy originales, ya veis), que está escrito en lenguaje C, son 3000 líneas de código, y se ejecuta en línea de comandos.

El segundo es un proyecto sencillo que funciona muy bien para pequeños, y del que es interesante estudiar el ódigo. Mirando qué hace y cómo lo hace, se encuentra a faltar que no separa las capas del dxf (normalmente se trabaja con capas porque asociamos las capas a un cambio de herramienta, para trabajar con diferentes diámetros de broca), y sobretodo la optimización de caminos, que sería la part difícil de implementar (se hacen tesis doctorales sobre esta materia).

Lo vemos con un ejemplo de dibujar una línea a una profundidad de 3mm, haciendo dos pasadas de 1,5mm. La manera correcta, como lo hace dxf2gcode es hacer una pasada a 1,5mm, agujerear hasta 3mm, y deshacer el camino hasta volver al inicio de la recta. El trozo de G-Code que genera el dxf2gcode es:

(*** LAYER: 0 ***)
T1 M6
S6000

(* SHAPE Nr: 0 *)
G0 X 0.000 Y 0.000
M3 M8
G0 Z 3.000
F150
G1 Z -1.500
F400
G1 X 60.000 Y 0.000
F150
G1 Z -3.000
F400
G1 X 0.000 Y 0.000
F150
G1 Z 3.000
G0 Z 15.000
M9 M5

En cambio, el dxf2G hace la implementación fácil y costosa en tiempo: vamos al origen de la recta; agujereamos a -1,5; hacemos la pasada de la recta; subimos hasta 6mm para no tocar la pieza; volvemos al origen de la recta; agujereamos hasta -3mm; volvemos a repasar la recta fresando a -3mm.

G0 X0.000000 Y0.000000
G0 Z3.000000
G1 Z0
G1 Z-1.500000
G1 X60.000000 Y0.000000
G0 Z6.000000
G0 X0.000000 Y0.000000
G0 Z3.000000
G1 Z-3.000000
G1 X60.000000 Y0.000000
G0 Z6.000000

Total, el segundo código puede tardar el doble de tiempo que el primero. I es que implementar algoritmos de optimización de caminos (toolpath optimization en inglés) no es cosa fácil.

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